•  抽象
•  封裝
•  多態(tài)
•  繼承

09、Java 聲稱的平臺獨立性指的是什么？

常見的操作系統(tǒng)有 Windows、Linux、OS-X，那么平臺獨立性意味著我們可以在任何操作系統(tǒng)中運行相同源代碼的 Java 程序，比如說我們可以在 Windows 上編寫 Java 程序，然后在 Linux 上運行它。

10、什么是 JVM？

JVM（Java Virtual Machine）俗稱 Java 虛擬機。之所以稱為虛擬機，是因為它實際上并不存在。它提供了一種運行環(huán)境，可供 Java 字節(jié)碼在上面運行。

JVM 提供了以下操作：

•  加載字節(jié)碼
•  驗證字節(jié)碼
•  執(zhí)行字節(jié)碼
•  提供運行時環(huán)境

JVM 定義了以下內(nèi)容：

•  存儲區(qū)
•  類文件格式
•  寄存器組
•  垃圾回收堆
•  致命錯誤報告等

我們來嘗試?yán)斫庖幌?JVM 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它包含了類加載器（Class Loader）、運行時數(shù)據(jù)區(qū)（Runtime Data Areas）和執(zhí)行引擎（Excution Engine）。

1）類加載器

類加載器是 JVM 的一個子系統(tǒng)，用于加載類文件。每當(dāng)我們運行一個 Java 程序，它都會由類加載器首先加載。Java 中有三個內(nèi)置的類加載器：

•  啟動類加載器（Bootstrap Class-Loader），加載 jre/lib 包下面的 jar 文件，比如說常見的 rt.jar（包含了 Java 標(biāo)準(zhǔn)庫下的所有類文件，比如說 java.lang 包下的類，java.net 包下的類，java.util 包下的類，java.io 包下的類，java.sql 包下的類）。
•  擴展類加載器（Extension or Ext Class-Loader），加載 jre/lib/ext 包下面的 jar 文件。
•  應(yīng)用類加載器（Application or App Clas-Loader），根據(jù)程序的類路徑（classpath）來加載 Java 類。

一般來說，Java 程序員并不需要直接同類加載器進行交互。JVM 默認(rèn)的行為就已經(jīng)足夠滿足大多數(shù)情況的需求了。不過，如果遇到了需要和類加載器進行交互的情況，而對類加載器的機制又不是很了解的話，就不得不花大量的時間去調(diào)試

ClassNotFoundException 和 NoClassDefFoundError 等異常。

對于任意一個類，都需要由它的類加載器和這個類本身一同確定其在 JVM 中的唯一性。也就是說，如果兩個類的加載器不同，即使兩個類來源于同一個字節(jié)碼文件，那這兩個類就必定不相等（比如兩個類的 Class 對象不 equals）。

是不是有點暈，來來來，通過一段簡單的代碼了解下。 

public class Test { 
     public static void main(String[] args) {  
        ClassLoader loader = Test.class.getClassLoader();  
        while (loader != null) {  
            System.out.println(loader.toString());  
            loaderloader = loader.getParent();  
        }  
    } 
} 

每個 Java 類都維護著一個指向定義它的類加載器的引用，通過 類名.class.getClassLoader() 可以獲取到此引用；然后通過 loader.getParent() 可以獲取類加載器的上層類加載器。

上面這段代碼的輸出結(jié)果如下： 

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2  
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4617c264 

第一行輸出為 Test 的類加載器，即應(yīng)用類加載器，它是 sun.misc.Launcher$AppClassLoader 類的實例；第二行輸出為擴展類加載器，是 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 類的實例。那啟動類加載器呢？

按理說，擴展類加載器的上層類加載器是啟動類加載器，但在我這個版本的 JDK 中， 擴展類加載器的 getParent() 返回 null。所以沒有輸出。

2）運行時數(shù)據(jù)區(qū)

運行時數(shù)據(jù)區(qū)又包含以下內(nèi)容。

•  PC寄存器（PC Register），也叫程序計數(shù)器（Program Counter Register），是一塊較小的內(nèi)存空間，它的作用可以看做是當(dāng)前線程所執(zhí)行的字節(jié)碼的信號指示器。
•  JVM 棧（Java Virtual Machine Stack），與 PC 寄存器一樣，JVM 棧也是線程私有的。每一個 JVM 線程都有自己的 JVM 棧，這個棧與線程同時創(chuàng)建，它的生命周期與線程相同。
•  本地方法棧（Native Method Stack），JVM 可能會使用到傳統(tǒng)的棧來支持 Native 方法（使用 Java 語言以外的其它語言［C語言］編寫的方法）的執(zhí)行，這個棧就是本地方法棧。
•  堆（Heap），在 JVM 中，堆是可供各條線程共享的運行時內(nèi)存區(qū)域，也是供所有類實例和數(shù)據(jù)對象分配內(nèi)存的區(qū)域。
•  方法區(qū)（Method area），在 JVM 中，被加載類型的信息都保存在方法區(qū)中。包括類型信息（Type Information）和方法列表（Method Tables）。方法區(qū)是所有線程共享的，所以訪問方法區(qū)信息的方法必須是線程安全的。
•  運行時常量池（Runtime Constant Pool），運行時常量池是每一個類或接口的常量池在運行時的表現(xiàn)形式，它包括了編譯器可知的數(shù)值字面量，以及運行期解析后才能獲得的方法或字段的引用。簡而言之，當(dāng)一個方法或者變量被引用時，JVM 通過運行時常量區(qū)來查找方法或者變量在內(nèi)存里的實際地址。

3）執(zhí)行引擎

執(zhí)行引擎包含了：

•  解釋器：讀取字節(jié)碼流，然后執(zhí)行指令。因為它一條一條地解釋和執(zhí)行指令，所以它可以很快地解釋字節(jié)碼，但是執(zhí)行起來會比較慢。
•  即時（Just-In-Time，JIT）編譯器：即時編譯器用來彌補解釋器的缺點，提高性能。執(zhí)行引擎首先按照解釋執(zhí)行的方式來執(zhí)行，然后在合適的時候，即時編譯器把整段字節(jié)碼編譯成本地代碼。然后，執(zhí)行引擎就沒有必要再去解釋執(zhí)行方法了，它可以直接通過本地代碼去執(zhí)行。執(zhí)行本地代碼比一條一條進行解釋執(zhí)行的速度快很多。編譯后的代碼可以執(zhí)行的很快，因為本地代碼是保存在緩存里的。

11、JDK 和 JVM 有什么區(qū)別？

JDK 是 Java Development Kit 的首字母縮寫，是提供給 Java 開發(fā)人員的軟件環(huán)境，包含 JRE 和一組開發(fā)工具。可分為以下版本：

•  標(biāo)準(zhǔn)版（大多數(shù)開發(fā)人員用的就是這個）
•  企業(yè)版
•  微型版

JDK 包含了一個私有的 JVM 和一些其他資源，比如說編譯器（javac 命令）、解釋器（java 命令）等，幫助 Java 程序員完成開發(fā)工作。

12、JVM 和 JRE 有什么區(qū)別？

Java Runtime Environment（JRE）是 JVM 的實現(xiàn)。JRE 由 JVM 和 Java 二進制文件以及其他類組成，可以執(zhí)行任何程序。JRE 不包含 Java 編譯器，調(diào)試器等任何開發(fā)工具。

13、哪個類是所有類的超類？

java.lang.Object 是所有 Java 類的超類，我們不需要繼承它，因為是隱式繼承的。

14、為什么 Java 不支持多重繼承？

如果有兩個類共同繼承（extends）一個有特定方法的父類，那么該方法會被兩個子類重寫。然后，如果你決定同時繼承這兩個子類，那么在你調(diào)用該重寫方法時，編譯器不能識別你要調(diào)用哪個子類的方法。這也正是著名的菱形問題，見下圖。

ClassC 同時繼承了 ClassA 和 ClassB，ClassC 的對象在調(diào)用 ClassA 和 ClassB 中重載的方法時，就不知道該調(diào)用 ClassA 的方法，還是 ClassB 的方法。

15、為什么 Java 不是純粹的面向?qū)ο缶幊陶Z言？

之所以不能說 Java 是純粹的面向?qū)ο缶幊陶Z言，是因為 Java 支持基本數(shù)據(jù)類型，比如說 int、short、long、double 等，盡管它們有自己的包裝器類型，但它們的確不能算是對象。

16、path 和 classpath 之間有什么區(qū)別？

path 是操作系統(tǒng)用來查找可執(zhí)行文件的環(huán)境變量，我的電腦上就定義了下圖這些 path 變量，比如 Java 和 Maven 的。

classpath 是針對 Java 而言的，用于指定 Java 虛擬機載入的字節(jié)碼文件路徑。

17、Java 中 `main()` 方法的重要性是什么？

每個程序都需要一個入口，對于 Java 程序來說，入口就是 main 方法。

public static void main(String[] args) {}

•  public 關(guān)鍵字是另外一個訪問修飾符，除了可以聲明方法和變量（所有類可見），還可以聲明類。main() 方法必須聲明為 public。
•  static 關(guān)鍵字表示該變量或方法是靜態(tài)變量或靜態(tài)方法，可以直接通過類訪問，不需要實例化對象來訪問。
•  void 關(guān)鍵字用于指定方法沒有返回值。

另外，main 關(guān)鍵字為方法的名字，Java 虛擬機在執(zhí)行程序時會尋找這個標(biāo)識符；args 為 main() 方法的參數(shù)名，它的類型為一個 String 數(shù)組，也就是說，在使用 java 命令執(zhí)行程序的時候，可以給 main() 方法傳遞字符串?dāng)?shù)組作為參數(shù)。 

java HelloWorld 沉默王二 沉默王三 

javac 命令用來編譯程序，java 命令用來執(zhí)行程序，HelloWorld 為這段程序的類名，沉默王二和沉默王三為字符串?dāng)?shù)組，中間通過空格隔開，然后就可以在 main() 方法中通過 args[0] 和 args[1] 獲取傳遞的參數(shù)值了。 

public class HelloWorld {  
    public static void main(String[] args) {  
        if ("沉默王二".equals(args[0])) {   
        }  
        if ("沉默王三".equals(args[1])) {  
        }  
    }  
} 

main() 方法的寫法并不是唯一的，還有其他幾種變體，盡管它們可能并不常見，可以簡單來了解一下。

第二種，把方括號 [] 往 args 靠近而不是 String 靠近： 

public static void main(String []args) { } 

第三種，把方括號 [] 放在 args 的右側(cè)： 

public static void main(String args[]) { } 

第四種，還可以把數(shù)組形式換成可變參數(shù)的形式： 

public static void main(String...args) { } 

第五種，在 main() 方法上添加另外一個修飾符 strictfp，用于強調(diào)在處理浮點數(shù)時的兼容性： 

public strictfp static void main(String[] args) { } 

也可以在 main() 方法上添加 final 關(guān)鍵字或者 synchronized 關(guān)鍵字。

第六種，還可以為 args 參數(shù)添加 final 關(guān)鍵字： 

public static void main(final String[] args) { } 

第七種，最復(fù)雜的一種，所有可以添加的關(guān)鍵字統(tǒng)統(tǒng)添加上： 

final static synchronized strictfp void main(final String[] args) { } 

當(dāng)然了，并不需要為了裝逼特意把 main() 方法寫成上面提到的這些形式，使用 IDE 提供的默認(rèn)形式就可以了。

18、Java 的重寫（Override）和重載（Overload）有什么區(qū)別？

先來看一段重寫的代碼吧。 

class LaoWang{  
    public void write() {  
        System.out.println("老王寫了一本《基督山伯爵》");  
    }  
}  
public class XiaoWang extends LaoWang {  
    @Override  
    public void write() {  
        System.out.println("小王寫了一本《茶花女》");  
    }  
} 

重寫的兩個方法名相同，方法參數(shù)的個數(shù)也相同；不過一個方法在父類中，另外一個在子類中。就好像父類 LaoWang 有一個 write() 方法（無參），方法體是寫一本《基督山伯爵》；子類 XiaoWang 重寫了父類的 write() 方法（無參），但方法體是寫一本《茶花女》。

來寫一段測試代碼。 

public class OverridingTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        LaoWang wang = new XiaoWang();  
        wang.write();  
    }  
} 

大家猜結(jié)果是什么？

小王寫了一本《茶花女》

在上面的代碼中，們聲明了一個類型為 LaoWang 的變量 wang。在編譯期間，編譯器會檢查 LaoWang 類是否包含了 write() 方法，發(fā)現(xiàn) LaoWang 類有，于是編譯通過。在運行期間，new 了一個 XiaoWang 對象，并將其賦值給 wang，此時 Java 虛擬機知道 wang 引用的是 XiaoWang 對象，所以調(diào)用的是子類 XiaoWang 中的 write() 方法而不是父類 LaoWang  中的 write() 方法，因此輸出結(jié)果為“小王寫了一本《茶花女》”。

再來看一段重載的代碼吧。 

class LaoWang{  
    public void read() {  
        System.out.println("老王讀了一本《Web全棧開發(fā)進階之路》");  
    }  
    public void read(String bookname) {  
        System.out.println("老王讀了一本《" + bookname + "》");  
    }  
} 

重載的兩個方法名相同，但方法參數(shù)的個數(shù)不同，另外也不涉及到繼承，兩個方法在同一個類中。就好像類 LaoWang 有兩個方法，名字都是 read()，但一個有參數(shù)（書名），另外一個沒有（只能讀寫死的一本書）。

來寫一段測試代碼。 

public class OverloadingTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        LaoWang wang = new LaoWang(); 
        wang.read();  
        wang.read("金瓶梅"); 
     }  
} 

這結(jié)果就不用猜了。變量 wang 的類型為 LaoWang，wang.read() 調(diào)用的是無參的 read() 方法，因此先輸出“老王讀了一本《Web全棧開發(fā)進階之路》”；wang.read("金瓶") 調(diào)用的是有參的 read(bookname) 方法，因此后輸出“老王讀了一本《金瓶》”。在編譯期間，編譯器就知道這兩個 read() 方法時不同的，因為它們的方法簽名（=方法名稱+方法參數(shù)）不同。

簡單的來總結(jié)一下：

1）編譯器無法決定調(diào)用哪個重寫的方法，因為只從變量的類型上是無法做出判斷的，要在運行時才能決定；但編譯器可以明確地知道該調(diào)用哪個重載的方法，因為引用類型是確定的，參數(shù)個數(shù)決定了該調(diào)用哪個方法。

2）多態(tài)針對的是重寫，而不是重載。 

• 如果在一個類中有多個相同名字的方法，但參數(shù)不同，則稱為方法重載。
• 父類中有一個方法，子類中有另外一個和它有相同簽名（方法名相同，參數(shù)相同、修飾符相同）的方法時，則稱為方法重寫。子類在重寫父類方法的時候可以加一個 @Override 注解。

19、`main()` 方法可以重載嗎？

可以，一個類中可以有多個名稱為“main”的方法： 

public class MainTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        System.out.println("main(String[] args)");  
    }  
    public static void main(String[] args,String arg) {  
        System.out.println("(String[] args,String arg");  
    }  
} 

但該類在運行的時候，只會找到一個入口，即 public static void main(String[] args)。

20、一個 Java 源文件中有多個 public 類嗎？

一個 Java 源文件中不能有多個 public 類。

21、什么是 Java 的 package（包）？

在 Java 中，我們使用 package（包）對相關(guān)的類、接口和子包進行分組。這樣做的好處有：

•  使相關(guān)類型更容易查找
•  避免命名沖突，比如說 com.itwanger.Hello 和 com.itwangsan.Hello 不同
•  通過包和訪問權(quán)限控制符來限定類的可見性

可以使用 package 關(guān)鍵字來定義一個包名，需要注意的是，這行代碼必須處于一個類中的第一行。強烈建議在包中聲明類，不要缺省，否則就失去了包結(jié)構(gòu)的帶來的好處。

包的命名應(yīng)該遵守以下規(guī)則：

•  應(yīng)該全部是小寫字母
•  可以包含多個單詞，單詞之間使用“.”連接，比如說 java.lang
•  名稱由公司名或者組織名確定，采用倒序的方式，比如說，我個人博客的域名是 www.itwanger.com，所以我創(chuàng)建的包名是就是 com.itwanger.xxxx。

每個包或者子包都在磁盤上有自己的目錄結(jié)構(gòu)，如果 Java 文件時在 com.itwanger.xxxx 包下，那么該文件所在的目錄結(jié)構(gòu)就應(yīng)該是 com->itwanger->xxxx。

默認(rèn)情況下，java.lang 包是默認(rèn)導(dǎo)入的，我們不需要顯式地導(dǎo)入該包下的任何類。 

package com.cmower.bb;  
public class PackageTest {  
    public static void main(String[] args) {  
        Boolean.toString(true);  
    }  
} 

Boolean 類屬于 java.lang 包，當(dāng)使用它的時候并不需要顯式導(dǎo)入。

22、什么是訪問權(quán)限修飾符？

訪問權(quán)限修飾符對于 Java 來說，非常重要，目前共有四種：public、private、protected 和 default（缺省）。

一個類只能使用 public 或者 default 修飾，public 修飾的類你之前已經(jīng)見到過了，現(xiàn)在我來定義一個缺省權(quán)限修飾符的類給你欣賞一下。 

class Dog {  
} 

哈哈，其實也沒啥可以欣賞的。缺省意味著這個類可以被同一個包下的其他類進行訪問；而 public 意味著這個類可以被所有包下的類進行訪問。

假如硬要通過 private 和 protected 來修飾類的話，編譯器會生氣的，它不同意。

private 可以用來修飾類的構(gòu)造方法、字段和方法，只能被當(dāng)前類進行訪問。protected 也可以用來修飾類的構(gòu)造方法、字段和方法，但它的權(quán)限范圍更寬一些，可以被同一個包中的類進行訪問，或者當(dāng)前類的子類。

可以通過下面這張圖來對比一下四個權(quán)限修飾符之間的差別：

•  同一個類中，不管是哪種權(quán)限修飾符，都可以訪問；
•  同一個包下，private 修飾的無法訪問；
•  子類可以訪問 public 和 protected 修飾的；
•  public 修飾符面向世界，哈哈，可以被所有的地方訪問到。

23、什么是 final 關(guān)鍵字？

final 關(guān)鍵字修飾類的時候，表示該類無法被繼承。比如，String 類就是 final 的，無法被繼承。

final 關(guān)鍵字修飾方法的時候，表示子類無法覆蓋它。

final 關(guān)鍵字修飾變量的時候，表示該變量只能被賦值一次，盡管變量的狀態(tài)可以更改。

關(guān)于 final 更詳細(xì)的內(nèi)容，可以參照我之前寫了另外一篇文章：

我去，你竟然還不會用 final 關(guān)鍵字

24、什么是 static 關(guān)鍵字？

static 關(guān)鍵字可以用來修飾類變量，使其具有全局性，即所有對象將共享同一個變量。

static 關(guān)鍵字可以用來修飾方法，該方法稱為靜態(tài)方法，只可以訪問類的靜態(tài)變量，并且只能調(diào)用類的靜態(tài)方法。

關(guān)于 static 更詳細(xì)的內(nèi)容，可以參照我之前寫了另外一篇文章：

面試官：兄弟，說說Java的static關(guān)鍵字吧

25、finally 和 finalize 有什么區(qū)別？

finally 通常與 try-catch 塊一起使用，即使 try-catch 塊引發(fā)了異常，finally 塊中的代碼也會被執(zhí)行，用于釋放 try 塊中創(chuàng)建的資源。

finalize() 是 Object 類的一個特殊方法，當(dāng)對象正在被垃圾回收時，垃圾收集器將會調(diào)用該方法。可以重寫該方法用于釋放系統(tǒng)資源。

26、可以將一個類聲明為 static 的嗎？

不能將一個外部類聲明為 static 的，但可以將一個內(nèi)部類聲明為 static 的——稱為靜態(tài)內(nèi)部類。

27、什么是靜態(tài)導(dǎo)入？

如果必須在一個類中使用其他類的靜態(tài)變量或者靜態(tài)方法，通常我們需要先導(dǎo)入該類，然后使用“類名.變量/方法”的形式調(diào)用。 

import java.lang.Math;  
double test = Math.PI * 5; 

也可以通過靜態(tài)導(dǎo)入的方式，就不需要再使用類名了。 

import static java.lang.Math.PI;  
double test = PI * 5; 

不過，靜態(tài)導(dǎo)入容易引發(fā)混亂（變量名或者方法名容易沖突），因此最好避免使用靜態(tài)導(dǎo)入。

28、什么是 try-with-resources？

try-with-resources 是 Java 7 時引入的一個自動資源管理語句，在此之前，我們必須通過 try-catch-finally 的方式手動關(guān)閉資源，當(dāng)我們忘記關(guān)閉資源的時候，就容易導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。

關(guān)于 try-with-resources 更詳細(xì)的內(nèi)容，可以參照我之前寫了另外一篇文章：

我去，你竟然還在用 try–catch-finally

29、什么是 multi-catch？

Java 7 改進的另外一個地方就是 multi-catch，可以在單個 catch 中捕獲多個異常，當(dāng)一個 try 塊拋出多個類似的異常時，這種寫法更短，更清晰。 

catch(IOException | SQLException ex){  
     logger.error(ex); 
      throw new MyException(ex.getMessage());  
} 

當(dāng)有多個異常的時候，可以使用管道表示符“|”隔開。

30、什么是 static 塊？

static 塊是由 Java ClassLoader 將類加載到內(nèi)存中時執(zhí)行的代碼塊。通常用于初始化類的靜態(tài)變量或者創(chuàng)建靜態(tài)資源。

31、什么是接口？

接口是 Java 編程語言中的一個核心概念，不僅在 JDK 源碼中使用很多，還在 Java 設(shè)計模式、框架和工具中使用很多。接口提供了一種在 Java 中實現(xiàn)抽象的方法，用于定義子類的行為約定。

關(guān)于接口更詳細(xì)的內(nèi)容，可以參照我之前寫了另外一篇文章：

可能是把 Java 接口講得最通俗的一篇文章

鳴謝

說句實在話，這 31 道 Java 核心面試題在面試的過程中還是很常見的，值得好好復(fù)習(xí)一遍。